Вопрос 72

9.3. Основные параметры и характеристики ОУ

ОУ имеет большое число параметров, которые можно разделить на следующие группы:

передаточные; 4) частотные;

входные; 5) динамические;

выходные; 6) дрейфовые;

1. Передаточные параметры.

Основными среди этих характеристик являются следующие:

1). Передаточная или амплитудная характеристика (АХ) - это зависимость U_вых =F(U⁺_вх, U^–_вх). Эту функцию двух переменных обычно упрощают и рассматривают так как показано на рис. где,

1. U_вых =F(U⁺_вх), при U^–_вх=0,

2. U_вых =F(U^–_вх), при U⁺_вх =0.

Линейная зависимость между и входными сигналами наблюдается лишь при малых значениях , когда вблизи нуля. При больших значения ОУ переходит в состояние насыщения, т.е. его выходной сигнал принимает напряжение близкое к напряжению питания

Для сбалансированного ОУ АХ проходит через ноль. Реально ОУ разбалансирован, т.е. его АХ смещена относительно нуля.

Разбаланс ОУ характеризуется параметрами:

2) Напряжение сдвига – это

3) напряжение смещения нуля - . Это такое входное напряжение, которое надо подать на вход, чтобы устранить разбаланс ОУ.

К передаточным параметрам относят также:

4). - коэффициент усиления дифференцирующего сигнала.

5). - коэффициент усиления синфазного сигнала.

6). - коэффициент ослабления синфазного сигнала.

Входные параметры ОУ.

1). Величины входных токов . Они зависят от транзисторов входного каскада

Входные токи создают на резисторах напряжения (рис.9 ), если не одинаковы, то на входе возникает дифференцирующая составляющая входного напряжения, которая будет усилена ОУ, что приведет к его разбалансу. Для устранения разбаланса ОУ за счет входных токов резисторы должны выбираться одинаково.

2). Разность входных токов

3). - максимальное значение входного синфазного напряжения.

4). Величина входного сопротивления: различают входное дифференциальное и входное синфазное сопротивление .

3. Выходные параметры.

1). Выходное сопротивление ОУ R_вых. Обычно R_вых=(10² – 10³)Ом. Однако, благодаря обратным связям R_вых оказывается значительно меньше.

2). - максимальная амплитуда выходного напряжения. .

3). Максимальая величина выходного тока ( - для ОУ широкого применения).

4). Наличие защиты от КЗ.

5. Частотные параметры ОУ.

Их оценивают по графику зависимости коэффициента усиления от частоты. Эту зависимость обычно строят в логарифмическом масштабе и основные частотные параметры следующие:

1). - граничная частота - это частота, на которой коэффициент усиления уменьшается в корень из двух раз, если график построен в линейном масштабе,

или на 3дБ, если график построен в логарифмическом масштабе К(f_гр)=К⁰-3дБ.

2). - частота единичного усиления, это частота где или К_(f1)[дБ]=0 дБ

Частотные параметры ОУ связаны соотношением .

5. Динамические параметры ОУ.

Они характеризуют быстродействие переключения ОУ и количественно оцениваются следующими параметрами.

Скорость нарастания выходного сигнала ,

где t_0.1 и t_0.9 время достижения уровня U_ВЫХ.0,1 и U_ВЫХ.0,9 от стационарного значения принятого за единицу;

2. - время установления выходного напряжения своего стационарного значения с заданной точностью.

6. Дрейфовые параметры.

Они характеризуют зависимость перечисленных параметров от температуры окружающей среды и от изменения напряжения питания.

Ворпрос 73

9.5. Понятие об идеальном ОУ. операционном усилителе

Анализ устройств, содержащих операционный усилитель, значительно упрощается, если операционный усилитель считать идеальным. Под идеальным операционным усилителем понимают усилитель со следующими параметрами:

1.

2.

3.

Входы идеального операционного усилителя можно считать виртуально коротко замкнутыми.

В электротехнике вводятся такие определения:

1. Две точки электрической цепи, потенциалы которых равны и сопротивление между которыми равно нулю(рис.. ) называются короткозамкнутыми (КЗ).

2. Две точки электрической цепи, потенциалы которых равны и сопротивление между которыми равно бесконечности (рис.. ), называются виртуально короткозамкнутыми (ВКЗ).

Вторым свойством обладают входы ОУ. Это следует, из соотношения что

Последние означает, что входы ОУ виртуально замкнуты т.е. , а Rвх=∞ или Iвх оу=0.

9.6. Анализ устройств содержащих ОУ

В большинстве случаев ОУ используется с обратными связями, которые определяют функциональное назначение устройства и его основные параметры.